Fungsi penyongsang storan tenaga bukan sahaja bermanfaat untuk meningkatkan kecekapan dan kestabilan operasi sistem penyimpanan tenaga, tetapi juga berfungsi sebagai platform maklumat untuk pelbagai penghantaran maklumat, pemprosesan, dan interaksi manusia-mesin masa nyata dalam keseluruhan sistem storan tenaga. , menjadikannya peralatan penting.
Inverter ialah nadi simpanan tenaga. Fungsi utama penyongsang storan tenaga adalah untuk menukar DC kepada kuasa AC yang diperlukan untuk kehidupan seharian, dan komponen teras yang mencapai fungsi ini ialah semikonduktor kuasa (seperti IGBT dan MOSFET).
Semikonduktor kuasa ini boleh menukar beribu-ribu atau bahkan berpuluh-puluh ribu kali sesaat, dan kemudian mengawal perubahan litar melalui isyarat untuk menukar arus terus kepada arus ulang-alik sinusoidal.
Melalui analisis statistik syarikat penyongsang terkenal seperti Sunac Power, Gudewei, dan Teknologi Jinlang, komponen struktur menyumbang 23% daripada kos, IGBT dan MOS menyumbang 20% daripada kos, komponen magnetik menyumbang 17% daripada kos. , dan litar bersepadu cip menyumbang 10% daripada kos. Antaranya, IGBT, litar bersepadu cip, kapasitor, penderia, papan PCB dan produk lain dalam penyongsang tergolong dalam bidang elektronik kuasa.
Dapat dilihat bahawa peranti elektronik kuasa menyumbang 46% daripada kos penyongsang dan merupakan komponen utama.
Oleh itu, perlu diperhatikan bahawa peranti semikonduktor yang digunakan dalam penyongsang storan tenaga termasuk IGBT, transistor MOS, MCU, cip pengurusan kuasa, kapasitor, papan PCB, dll. Antaranya, IGBT, transistor MOS, dan IC pengurusan kuasa mempunyai perkadaran yang tinggi dan kuantiti yang besar dalam penyongsang storan tenaga, dan merupakan peranti penting.
Ia boleh diramalkan bahawa dengan peningkatan kemakmuran storan tenaga, permintaan untuk peranti semikonduktor dalam penyongsang akan didorong, yang merupakan peluang besar bagi syarikat peranti semikonduktor untuk menyusun atur pasaran storan tenaga pada masa hadapan.
1. IGBT
Fungsi utama IGBT dalam bidang penyimpanan tenaga ialah transformasi voltan, penukaran frekuensi, penukaran arus ulang-alik, dan lain-lain. Ia adalah peranti yang sangat diperlukan dalam aplikasi penyimpanan tenaga.
IGBT ialah peranti semikonduktor kuasa dipacu voltan terkawal sepenuhnya komposit yang terdiri daripada BJT (Transistor Bipolar) dan MOS (Transistor Kesan Medan Gerbang Bertebat), yang menggabungkan kelebihan galangan input tinggi MOSFET dan penurunan voltan pengaliran rendah GTR. IGBT ialah komponen teras untuk penukaran dan penghantaran tenaga, biasanya dikenali sebagai "CPU" peranti elektronik kuasa.
Landskap kompetitif IGBT
Oleh kerana keperluan reka bentuk dan proses IGBT yang tinggi, serta kekurangan bakat teknikal berkaitan IGBT, asas proses yang lemah, dan permulaan perindustrian perusahaan yang lewat di China, pasaran IGBT telah lama dimonopoli oleh perusahaan multinasional asing yang besar.
Sejak 2015, kadar sara diri IGBT China telah melebihi 10% dan meningkat secara beransur-ansur. Kadar sara diri IGBT China dijangka mencapai 40% menjelang 2024. Berdasarkan keperluan domestikasi komponen teras yang dicadangkan dalam dasar negara yang berkaitan, penggantian domestik telah menjadi trend pembangunan industri IGBT domestik.
Pada masa ini, pasaran IGBT domestik didominasi terutamanya oleh pengeluar luar negara seperti Infineon, Mitsubishi Electric dan Fuji Electric. Tiga syarikat teratas dalam bahagian pasaran IGBT China ialah Infineon, Mitsubishi Electric dan Fuji Electric. Antaranya, Infineon mempunyai kadar tertinggi iaitu 15.9%.
2. Transistor MOS
MOSFET ialah sejenis FET dengan pintu terlindung, di mana voltan menentukan kekonduksian peranti. Penciptaan MOSFET adalah untuk mengatasi kelemahan FET, seperti rintangan saliran tinggi, galangan input sederhana, dan operasi perlahan. Jadi MOSFET boleh dipanggil bentuk lanjutan FET.
MOSFET biasanya digunakan untuk menukar atau menguatkan isyarat. Keupayaan untuk menukar kekonduksian dengan voltan terpakai boleh digunakan untuk menguatkan atau menukar isyarat elektronik.
MOSFET ialah transistor yang paling biasa dalam litar digital setakat ini, kerana cip memori atau mikropemproses mungkin mengandungi ratusan atau berjuta-juta transistor.
Disebabkan keupayaannya untuk dibuat daripada semikonduktor jenis-p atau jenis-n, transistor MOS pelengkap boleh digunakan untuk mengeluarkan litar suis dengan penggunaan kuasa yang sangat rendah dalam bentuk logik CMOS.
Dalam litar digital dan analog, MOSFET kini lebih biasa daripada BJT.
3. Cip pengurusan kuasa
Cip pengurusan kuasa ialah cip dalam sistem peranti elektronik yang bertanggungjawab untuk penukaran, pengedaran, pengesanan dan pengurusan tenaga elektrik yang lain. Terutamanya bertanggungjawab untuk mengenal pasti amplitud bekalan kuasa CPU, menjana gelombang tork pendek yang sepadan, dan memacu output kuasa litar berikutnya.
Beberapa cip pengurusan kuasa utama ialah cip sebaris dua, manakala yang lain ialah pakej pemasangan permukaan. Antaranya, cip siri HIP630x ialah cip pengurusan kuasa klasik yang direka oleh syarikat reka bentuk cip terkenal Intersil.
Ia menyokong bekalan kuasa dua/tiga/empat fasa, menyokong spesifikasi VRM9.0, julat output voltan ialah 1.1V-1.85V, boleh melaraskan output untuk selang 0.025V, suis frekuensi sehingga 80KHz, dan mempunyai ciri-ciri bekalan kuasa yang besar, riak kecil, dan rintangan dalaman yang rendah. Ia boleh melaraskan voltan bekalan kuasa CPU dengan tepat.
Cip pengurusan kuasa biasa termasuk HIP6301, IS6537, RT9237, ADP3168, KA7500, TL494, dsb.
Semua peranti elektronik mempunyai bekalan kuasa, tetapi sistem yang berbeza mempunyai keperluan yang berbeza untuk bekalan kuasa. Untuk memaksimumkan prestasi sistem elektronik, adalah perlu untuk memilih kaedah pengurusan kuasa yang paling sesuai.
Skop pengurusan kuasa agak luas, termasuk kedua-dua penukaran tenaga individu (terutamanya DC ke DC, iaitu DC/DC), pengedaran dan pengesanan tenaga individu, serta sistem yang menggabungkan penukaran tenaga dan pengurusan tenaga.
Sejajar dengan itu, klasifikasi cip pengurusan kuasa juga termasuk aspek ini, seperti cip kuasa linear, cip rujukan voltan, cip kuasa suis, cip pemacu LCD, cip pemacu LED, cip pengesanan voltan, cip pengurusan pengecasan bateri, dsb.
4. papan PCB
Papan litar bercetak, disingkatkan sebagai PCB, juga dikenali sebagai papan litar bercetak, papan litar bercetak, papan litar bercetak.
Corak konduktif yang dibentuk oleh litar cetakan, komponen bercetak, atau gabungan kedua-duanya pada substrat penebat mengikut reka bentuk yang telah ditetapkan biasanya dipanggil litar bercetak, manakala corak konduktif yang menyediakan sambungan elektrik antara komponen pada substrat penebat dipanggil bercetak. litar.
Struktur produk terbahagi
Pada masa ini, produk pembahagian papan litar bercetak di China terutamanya termasuk enam jenis: papan berbilang lapisan, papan fleksibel, HDI (papan sambung berketumpatan tinggi), papan dua sisi, panel tunggal dan substrat pembungkusan.
Data menunjukkan bahawa papan berbilang lapisan menyumbang bahagian terbesar produk papan litar bercetak bersegmen di China, mencapai 45.97%, jauh melebihi produk lain; Seterusnya ialah papan lembut, menyumbang 16.68%; Perkadaran HDI ialah 16.59%. Di samping itu, perkadaran panel dua sisi, panel tunggal dan substrat pembungkusan ialah 11.34%, 6.13% dan 3.29%, masing-masing.
5. MCU
Cip MCU merujuk kepada unit mikropengawal (MCU), juga dikenali sebagai mikrokomputer cip tunggal atau mikropengawal. Ia mengurangkan kekerapan dan spesifikasi unit pemprosesan pusat dengan sewajarnya, dan menyepadukan antara muka persisian seperti memori, kaunter, USB, penukaran A/D, UART, PLC, DMA, dan juga litar pemacu LCD pada satu cip untuk membentuk tahap cip. komputer, yang boleh melakukan kombinasi kawalan yang berbeza untuk senario aplikasi yang berbeza. Oleh itu, cip MCU ialah cip mikropengawal.
Dari segi pembekal MCU, banyak pengeluar penyongsang akan menggunakan MCU siri C2000 TI. Kini, dengan peningkatan penyongsang mikro, sesetengah pengeluar juga mula menggunakan teras Arm 32-bit MCU untuk kawalan utama.
Oleh itu, pembekal utama MCU termasuk pengeluar asing seperti TI, NXP, ST, Microchip, Infineon, Renesas, serta pengeluar domestik seperti Zhaoyi Innovation.
6. Penderia
Dalam penyongsang storan tenaga, adalah perlu untuk mengesan arus dan memilih penderia arus yang sesuai. Kita boleh membahagikan pengesanan semasa kepada beberapa julat.
1) Kesan arus DC atau AC antara 5A hingga 70A.
Penderia arus Dewan berasaskan cip, seperti IC penderia arus CH701, biasanya digunakan untuk mengesan arus DC atau AC antara 5A hingga 50A. Ia adalah penyelesaian yang menjimatkan dan tepat untuk penderiaan arus AC atau DC dalam sistem perindustrian, automotif, komersial dan komunikasi. Pembungkusan kecil adalah pilihan ideal untuk aplikasi terhad ruang, di samping menjimatkan kos dengan mengurangkan kawasan papan litar. Aplikasi biasa termasuk kawalan motor, pengesanan dan pengurusan beban, bekalan kuasa pensuisan dan perlindungan kerosakan arus lampau.
2) Kesan arus DC atau AC antara 50A hingga 200A.
Penderia semasa jenis sisipan terus boleh dipilih
CH704 ialah cip penderiaan arus bersepadu terpencil yang dibangunkan khusus untuk aplikasi pengesanan arus tinggi. CH704 mempunyai perintang konduktor utama terbina dalam 0.1 m Ω, mengurangkan pemanasan cip dengan berkesan dan menyokong pengesanan arus tinggi: ± 50A, ± 100A, ± 150A, ± 200A. Ia menyepadukan litar pampasan suhu unik secara dalaman untuk mencapai ketekalan cip yang baik dalam julat suhu penuh -40 hingga 150 darjah. Cip telah ditentukur untuk sensitiviti dan voltan keluaran statik (arus sifar) sebelum meninggalkan kilang, memberikan ketepatan tipikal ± 2% ke atas keseluruhan julat suhu.
3) Kesan arus DC atau AC melebihi 200A hingga 1000A.
Dewan Linear dan cincin magnet boleh digunakan, dan penderia Dewan boleh atur cara boleh digunakan untuk mencapai pengesanan semasa sehingga 1500A.
Sebagai contoh, cip Hall linear boleh atur cara CHI612 menyokong bekalan kuasa tunggal 5V. lebar jalur 120 kHz,<3us response time, programmable 0.8-24 mV/G, 2% accuracy can be achieved within the full temperature range of -40 to 150 degrees. The chip completes the calibration of static (zero current) output voltage before leaving the factory.